1、 1 毕业设计 开题报告 纺织工程 聚乙二醇改性锦 /丙交织面料的吸湿速干性研究 一、选题的背景、意义 1.1 吸湿排汗纤维的开发背景 近年来，人们对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，随着人们在户外活动时间的增加，休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势也日益受广大消费者的青睐，这类服装的面料，既要求有良好的舒适性，又要求在尽情活动时，一旦出现汗流浃背情况，服装不会粘贴皮肤而产生冷湿感 1。 于是对面料的纤维提出了吸湿排汗功能新要求。近几年的国内纺织品市场上，对吸湿排汗纺织品需求呼声逐渐高涨， 已引起业界人士的关注。 1.2 吸湿排汗纤维的研发现状 为提高服用的舒适性，美国
2、、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应， 使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能 2。 1.2.1 国外研究发展情况 3 美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的 Coolmax4功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“ CO”形来散湿快干； Optimer公司开发的 Dri-Release高吸湿纱线，采 用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。 日本的主要产品有：东洋纺开发成功的 CoolDry涤纶纤维面料，它通过
3、 Y形截面来散湿；尤尼契卡纤维公司 (Unitika)推出的 Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。 韩国的主要产品有：晓星公司开发的 Aerocool新型聚酯纤维，通过像“苜蓿草”的四叶子形的细微沟槽和孔洞来吸湿排汗；东国贸易株式会社研发的 I-COOL系列纤维，也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗 。 1.2.2 国内研究发展情况 国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的 CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能；中国石化仪征化纤股份公司生产的 Coolbst系列纤维， Coolbst“ FCLS-75”通过物理改性和化学
4、改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、 Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗；广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的 Coolnice纤维，通2 过异形截面吸湿导汗；香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的 Coolplus纤维 6。 3.3 发展趋势 吸湿排汗纤维是一种功能性纤维，由此制作的功能性面料市场份额巨大。未来衣用织物将朝舒适、健康的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性的特色，吸湿排汗及相关功能性纺织品是未来消费市场的一大趋势 7。 吸湿排汗纤维的发展日新月异 , 特殊功能性纺织品不断被开发出来 , 由于其功能优异且
5、价格具竞争力 , 未来吸湿排汗织物除了用在运动服、休闲服、内衣等衣着用途之外 , 将朝多用途发展 , 如鞋材、家具、卫生医疗、防护及农业等领域 , 市场将不断扩张。随着衣着用织物朝着舒适、健康的方向发展 , 吸湿排汗织物将在更大的范围中得以应用。发展，并逐渐普及到日常衣物中。 二、相关研究的最新成果及动态 Coolmax纤维： 杜邦公司独家研究开发的功能性纤维 ， 不仅截面形状独特 四管状，又是中空纤维，而且纤维的管壁还透气。正是由于这种纤维的独特物理结构，导致了它的吸湿、排汗、透气特性，也就是面料有很好的毛细效应。可随时将皮肤上的汗湿抽离皮肤，传输到面料表面从而迅速蒸发，使皮肤保持干爽和舒适
6、。通过 CoolMax功能性纤维面料与其它面料干燥率的比较，发现无论在短时间或较长时间内， CoolMax功能性纤维面料的干 燥速率都明显好于其它面料， CoolMax功能性纤维面料的干燥率差不多是棉的 2倍。将 CoolMax功能性纤维面料应用于牛仔织物上，其强大的透气性和良好的吸湿控制，将使穿着者的皮肤保持干燥，减少体能消耗，使出汗不再成为一个扰人的 问 题。 Coolnice吸湿导汗凉爽纤维 ： 顺德金纺集团与东华大学合作开发的异形截面涤纶 。Coolnice每根 单纤 周围存在四条微管道，使纤维间产生较大的空隙而具有良好的毛细效应，水分的扩散明显加快，润湿蒸发面积显著增大，水分的扩散和
7、干燥速度大大增强，从而具有良好的吸湿、排湿和 透 湿功 能 ，同时 由于汗水的大量蒸发带走人体部分热量，使得体表温度有所下降，从而使人有凉爽的感觉，故被称为吸湿导汗凉爽纤维。它特别适合生产运动及休闲场合穿着的服装面料，如户外休闲装、衬衫及凉爽牛仔布等。 Coolbs纤维 ： 中国石化仪征化纤股份有限公司的采用了全新的纤维截面形状设计，将毛细管原理成功地运用到纺织品表面结构，使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持人体皮肤的干爽。同时，由于聚酯纤维具有较高的湿屈服模量 8，在湿润状态时也不会像海棉纤维那样倒伏，所以始终能够保持织物与皮肤间的微气候状态，达到提高舒适性的目的。 产品用途 ： 运
8、动服、运动裤、衬衫、夹克、高尔夫装、内衣、袜子等。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预期达到的目标 3 3.1 锦 /丙交织织物简介 3.1.1 锦纶 锦纶是最早进行工业化生产的合成纤维品种，属于脂肪族聚酰胺纤维。锦纶的主要品种有锦纶 6和锦纶 66。锦纶性能好、产量高，用途广，是仅次于涤纶的主要合成纤维品种。锦纶以长丝为主，另外还有少量的锦纶短纤维。锦纶长丝主要用于制造强力丝，供生产袜子、内衣、运动衫等。锦纶短纤维主要是与粘纤、棉、毛及其他合纤混纺，用作服装布料。锦纶还可 在工业上用作轮胎帘子线、降落伞、渔网、绳索、传送带等 9。 锦纶的主要物理和化学性质 : （
9、1）形态：锦纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。锦纶耐碱不耐酸，在无机酸中，锦纶大分子上的酰胺键会断裂。 （ 2）强伸性和耐磨性：锦纶的强度高、伸长较大、弹性优良。其断裂强度约 42 56cN/tex，断裂伸长率达 25% 65%。所以，锦纶的耐磨性特别优良，在常见纺织纤维中居首位。它是制作耐磨擦制品的理想材料。但锦纶的初始模量小，易变形，其织物不挺括。 （ 3）吸湿性和染色性：锦纶的吸湿性是常见合成纤维 中较好的，在一般大气条件下回潮率达 4.5%左右。另外，锦纶的染色性也较好，可用酸性染料、分散性染料及其他染料染色。 （ 4）耐光性和耐热性等：由于锦纶大分子的端基对光、热较敏感，导致锦纶变黄、发
10、脆，所以锦纶的耐光性和耐热性较差，不宜制作户外用织物。此外，锦纶耐腐蚀、不怕霉，不怕虫蛀。 3.1.2 丙纶 丙纶的品种有长丝（包括未变形长丝和膨体变形长丝）、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸 油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等 10。 丙纶的主要物理和化学性质： （ 1）形态：丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。 （ 2）密度：丙纶最大的优点是质地轻，其密度仅为 0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖
11、面积。 （ 3）强伸性：丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所以丙纶耐磨性好。此外，丙纶的湿强基本等于干强，所以它是制作渔网、缆绳的理想材料。 （ 4）吸湿性和染色性：丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿，一般大气条件下的回潮 率接近于零。但它有芯吸作用，能通过织物中的毛细管传递水蒸气，但本身不起任何吸收作用。丙纶的染色性较差，色谱不全，但可以采用原液着色的方法来弥补不足。 4 （ 5）耐酸耐碱性：丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好，所以适于用作过滤材料和包装材料。 （ 6）耐光性等：丙纶耐光性较差，热稳定性也较差，易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝
12、时加入防老华剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良好，但加工时易产生静电 11。 3.1.3 锦 /丙交织织物 采用锦纶 纤维 与丙纶纤维进行交织而获得的锦 /丙交织织物，兼具两种纤维的特点和长处。 3.2 水气传递的基本原理 人体循环、运动产生能量，而体内过度的能量是通过热能和湿气经皮肤向体外散发的。在温湿度适宜的环境中，人体在静态条件下，过度能量释放和周围环境的吸纳达到平衡，皮肤水蒸气散发或水蒸气压很小，穿着纯棉或涤纶织物没有显著的舒适性差异。而当人体大量出汗或周围环境温度高、湿度大时则不然，通常织物覆盖下的皮 肤表面的湿度由于织物不同会影响到散发速度，在湿度很高时就会影响皮肤正常
13、呼吸，从而使人感到闷热憋气，使人难受。作为皮肤呼吸传递的媒介，服装面料尤其是贴身织物理应起保温导湿、调节体温的重要作用。因此，作为服装热湿舒适性的吸湿、透湿、放湿性能已成为衡量织物好坏的重要因素 12。 一般来说服装材料中纤维的亲水基团多 13，纤维的吸水率就高；纤维与空气接触的面积越大，纤维的放湿速度也快，干爽舒适性就好。同样，纱线中孔隙多，气流通道顺畅，水气传递也快，干爽舒适性就好。 以往制造舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料为主， 主要是利用此类纤维的吸水性吸去皮肤上的汗水。但吸足汗水而湿透的内衣织物由于不能及时向空气传递散发，此时就会粘附在皮肤上使人不舒服。而用现代导湿性纤维做成的织物，
14、能把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表，并散发到空气中去，从而保持贴身层始终处于干爽状态，使人体感觉舒适 14。 3.3 研究内容和研究途径 本课题主要研究的是锦 /丙交织面料经过聚乙二醇改性之后的各个方面的性能，以次来了解聚乙二醇（ PEG）改性对锦 /丙交织面料吸湿排汗（或吸湿速干）性能，以及物理机械性能的影响。分析不同浓度聚乙二醇（ PEG） 的整理后，面料的性能变化。 本课题的研究途径 : （ 1）选择的材料：由、聚乙二醇（ PEG）与水性 PU配置的聚乙二醇溶液，锦 /丙交织面料。 （ 2）选择的参数： 5 GB 6529 纺织品的调湿和实验用标准大气 GB/T 6682 分析
15、实验室用水规格和实验方法 GB/T 8629 纺织品 实验用家庭洗涤和干燥程序 GB/T 12704 织物透湿量的测定方法 透湿杯法 FZ/T 01071 纺织品 毛细效应实验方法 （ 3）研究的项目：芯吸高度、透湿率、滴水扩散时间、蒸发速率等指标，以及刚柔 性、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等。 四、论文详细工作进度和安排 1、 2010年 10月 18日 2010年 10月 30日：确定毕业论文题目，完成选题； 2、 2010年 10月 30日 2010年 12月 30日：完成论文参考文献的查阅、外文翻译、文献综述、开题报告； 3、 2011年 01月 04日 2011年 03月 28日：
16、完成论文的准备、初稿撰写； 4、 2010年 03月 31日 2011年 05月 14日：毕业论文修改和定稿上交； 5、 2011年 05月 15日 2010年 05月 25日：毕业论文评阅； 6、 2011年 05月 26日 2011年 05月 30日：毕业答辩及成绩评定。 五、主要参考文献 1 张文武 .高吸湿纤维的新进展 J.科技情报开发与经济 ,2005,20(15):170-171. 2 胡盼盼 ,潘婉莲 .异形涤纶导湿性能研究 J.合成纤维工业 ,2002,25(5):15-17. 3 刘峻 .纤维导湿改性的进展及其新产品开发 J.纺织导报 2005,1:24-28. 4 汤文宏
17、,祁材 ,董艳慧 .可控微孔纤维混纺针织面料的开发 .针织工业 ,2009,10:33-36. 5 刘国华 ,王启明 .含 有 Coolmax和 Lycra的运动内衣 J.针织工业 ,2002,30(2):47-48. 6 刘茜 .吸湿排汗纤维的开发及应用 J.广西纺织科技 ,2003,32(3):38-41. 7 孙守平 .国内外舒适功能性针织服装现状和发展趋势 J.针织工业 ,1993,(1):33-36 8 杨栋樑 .吸湿排汗纤维及其产品开发简述 C.全国染整新技术协作网简讯 ,2004(23):58-64. 9 张红霞 .织物结构对吸湿快干面料导湿性能的影响 J.纺织学报 ,2008,
18、29(5):30-33. 10 刘伟 .Coolplus 吸湿排汗弹力织物的染整加工 J.印染 ,2005,31(11):28-30. 11 王锐 .吸湿速干舒适纤维及织物 J.合成纤维 ,2002(11):44. 12 翟涵 ,徐小丽 ,王其 ,薛斌 .吸湿排汗纤维及其作用原理研究 J.上海纺织科技2004,4:6-7. 13 张翠芳 ,车江宁 .聚酯纤维及织物亲水整理的现状与发展 J.中国纺织大学学报 ,1999,25(5):108-l11. 14 安翔胜 .涤棉混纺织物的吸湿舒适性功能整理 J.印染 ,2003,29(8):35-36. 6 15 严磊 .吸湿快干纤维的研究与开发现状 J.消费导刊 ,2008(6):176.
